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Bachelor-/ Masterarbeiten

BA_CA_20210407

Analyse und Bewertung der Störfestigkeit von ausgedehnten CAN FD Netzwerken (BA)

Betreuerin: M. Sc. Carina Austermann

Im Hinblick auf echtzeitfähige Anwendungen in teilautomatisierten Fahrzeugen ergeben sich hohe Anforderungen an die notwendige Datenrate und die Übertragungssicherheit der Kfz-Kommunikationssysteme wie z.B. CAN FD. Die hohe Datenrate führt zu einer geringen Symboldauer und die Verwendung von ungeschirmten Leitungen begünstigt die Einkopplung von Störungen. Schnell schaltende Leistungselektronik, wie z.B. DC/AC-Invertern können zu kritischen Störungen während des Schaltvorgangs führen. Dabei stellt Leitungskopplung einen relevanten Koppelpfad dar. Die CAN FD Technologie ist dazu geeignet komplexe Netzwerke mit vielen Teilnehmern aufzubauen. Damit können diese Netzwerke jedoch anfällig gegenüber Störungen auf den Kommunikationsleitungen sein. Die Störfestigkeit von komplexen CAN FD Netzwerken soll mithilfe von Simulationen analysiert und ausgewertet werden.

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BAMA_CA_20210407

Analyse von Methoden zur Erhöhung der Robustheit von Bussystemen gegenüber periodisch auftretenden Störungen

Betreuerin: M. Sc. Carina Austermann

Für die Implementierungen von echtzeitfähigen Anwendungen in teilautomatisierten oder vollautomatisierten Fahrzeugen ergeben sich hohe Anforderungen an die notwendige Datenrate und die Übertragungssicherheit der Kfz-Kommunikationssysteme. Die hohen Datenraten führen zu einer geringen Symboldauer und die Verwendung von ungeschirmten Leitungen begünstigt die Einkopplung von Störungen. Schnell schaltende Leistungselektronik, wie z.B. DC/AC-Invertern können zu kritischen Störungen während des Schaltvorgangs führen. Damit kann durch Leitungskopplung eine regelmäßig auftretende Störung im Kommunikationssignal entstehen. Um die Zuverlässigkeit der Übertragung zu gewährleisten ist eine robuste Kommunikation gegenüber solchen Störungen notwendig. Um dies zu gewährleisten, können verschiedene Abhilfemaßnahmen implementiert werden, wie kooperative Betriebsstrategien von Kommunikation und Leistungselektronik oder Konzepte zur Fehlerkorrektur.

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BAMA_RN_Konzept_Filterauslegung

Rekonstruktionsverfahren zur Bestimmung von Stromverteilungen auf Platinen basierend auf Nahfelddaten (BA/MA)

Betreuer: M. Sc. Robert Nowak

Im Allgemeinen müssen Elektronikgeräte und -komponente Vorgaben bezüglich ihrer elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) erfüllen. Dazu gehört auch die Störaussendung von elektromagnetischen Feldern, die typischerweise anhand von Antennenmessungen in Absorberkammern oder auf Freifeldern bestimmt wird. Dieses Vorgehen ist jedoch zeit- sowie kostenintensiv und mögliche kritischen Störquellen können nicht lokalisiert werden. Hingegen ist die Bestimmung von Nahfelddaten nicht mit großem Aufwand verbunden und konkreten Störquellen einer Komponente können identifiziert und charakterisiert werden. Auf diese Weise kann die erwartete Feldemission abgeschätzt werden und im Fall einer zu erwartenden Grenzwertüberschreitung ein passgenaues Filter zur Unterdrückung der Störung ausgelegt werden.
 
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BAMA_AH_praktisch

Entwicklung und Anwendung neuer Messverfahren für die Erfassung von Temperaturprofilen in Kabeln für elektrische Fahrzeugantriebe

Betreuer: M. Sc. Anika Henke

Aufgrund der wachsenden Anzahl elektronischer Komponenten wird der Kabelbaum im Automobil immer komplexer und es treten teilweise sehr hohe Beanspruchungen auf. Daher müssen die eingesetzten Kabel bei der Entwicklung sorgfältig ausgewählt werden. Die thermische Betrachtung ist ein zentraler Aspekt in der Dimensionierung. Es werden also genaue Kenntnisse über die Temperaturverläufe entlang der einzelnen Kabel benötigt, sodass die Messung der Kabeltemperatur an einer einzelnen Position entlang des Kabels nicht genügt. Vielmehr müssen die zeitlichen Temperaturverläufe an unterschiedlichen Positionen entlang des Kabels aufgenommen werden, um sinnvolle und zuverlässige Aussagen über den Belastungszustand des Kabels zu erhalten.

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BAMA_AH_theoretisch

Thermische Modellierung von Leitungen für den Einsatz in intelligenten Sicherungen

Betreuer: M. Sc. Anika Henke

Aufgrund der zunehmenden Komplexität des Kabelbaums im Automobil müssen die eingesetzten Kabel bei der Entwicklung sorgfältig ausgewählt werden: Ein kleinerer Kabeldurchmesser reduziert das Gewicht und erhöht die Flexibilität, führt aber auf der anderen Seite zu höheren Kabeltemperaturen, welche eine Schädigung verursachen können. Die Kabel werden üblicherweise durch klassische Schmelzsicherungen vor zu hohen Temperaturen geschützt. Um die Nachteile dieser Sicherungen zu umgehen, wird aktuell an intelligenten Sicherungen geforscht. Ein Ansatz ist es dabei, basierend auf Modellen der Kabel den tatsächlichen Temperaturverlauf abzuschätzen und beim Überschreiten einer kritischen Temperatur den Stromkreis zu unterbrechen. Dazu werden schnelle und genaue Modelle zur thermischen Beschreibung von Kabeln benötigt.

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BN.jpg

EMV-gerechte Ansteuerung von Leistungstransistoren

Betreuer: M. Sc. Caroline Krause

Die Anzahl leistungselektronischer Systeme in Kraftfahrzeugen nimmt im Zusammenhang mit der Elektromobilität immer weiter zu. Die hochfrequent schaltenden Transistoren der verbauten Leistungselektronik können hier elektromagnetische Störungen verursachen. Die Minimierung der Emission dieser Störungen stellt eine wichtige Herausforderung dar. Am Arbeitsgebiet Bordsysteme werden vor diesem Hintergrund unter anderem Methoden des Active Gate Control untersucht, welche die Entstehung der Störungen durch die gezielte Ansteuerung des Gates der Transistoren vermindern.

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MR_Bordnetz

Analyse und Bewertung von Bordnetzarchitekturen für das hochautomatisierte Fahren

Betreuer: M. Sc. Marvin Rübartsch

Mit der Einführung des hochautomatisierten Fahrens von Kraftfahrzeugen werden hohe Anforderungen an die Ausfallsicherheit des Bordnetzes gestellt, denn bereits kurze Ausfälle der Energieversorgung können zu einem hohen Sicherheitsrisiko werden und z.B. zu einem Unfall führen. Diese hohen Sicherheitsanforderungen fordern im Fehlerfall das Übergehen in einen sicheren Zustand des Fahrzeuges. Dementsprechend muss das Energiebordnetz ausgelegt und untersucht werden. Um diese Auslegungen zu untersuchen, soll unter anderem ein Prüfstand zur Emulation von Bordnetzfehlern aufgebaut werden. Hierfür soll ein Bordnetzemulator ausgelegt werden, der sowohl Fehler einspeisen kann, sowie eine beliebige Lastcharakteristik nachbilden kann.

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BAMA_Doerlemann_Synchronisation

FPGA-basierte Synchronisation von Signalen zur aktiven Störunterdrückung

Betreuer: M. Sc. Tobias Dörlemann

Schnellschaltende leistungselektronische Systeme sind mögliche Quellen elektromagnetischer Störungen. Bisher werden diese Störungen mithilfe passiver Filterschaltungen gedämpft. Eine platz- und gewichtsparende Alternative stellen aktive Verfahren zur Störunterdrückung dar. Die Funktionsweise dieser Verfahren beruht auf dem Phänomen der destruktiven Interferenz zwischen einem Stör- und einem Gegenstörsignal. Um die zuverlässige Unterdrückung der Störung sicherzustellen, muss diese zur Synthese einer geeigneten Gegenstörung einerseits hinreichend genau bekannt sein. Andererseits muss die Gegenstörung der Störung dauerhaft zeitsynchron überlagert werden. Dazu müssen die Frequenzkomponenten, die Amplituden und die Phasen des (Gegen-) Störsignals möglichst genau bekannt sein und das Gegenstörsignal bei Bedarf an das Störsignal angepasst werden.

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Eigene Themenvorschläge können jederzeit mit den Mitarbeitern besprochen werden.